第六届全球海上风电大会系列报道（六）：主题论坛四聚焦海上风电全生命周期风险管控

7月8-9日，以“深化创新，多能融合——海上风电助力碳中和目标实现”为主题的第六届全球海上风电大会在广西南宁举办，吸引了来自国内外政府部门、电网公司、开发商、整机商、部件厂商、运维服务商、金融保险服务商以及研究咨询机构等的800名代表参会。

在由远景能源有限公司海上解决方案总监魏辉主持的主题论坛四上，来自国内外的企业及机构代表围绕海况勘察、工程设计施工、运维等环节，深入探讨了如何构建合理的体系，运用先进的技术和工具，有效降低海上风电的施工及运维成本等业界普遍关心的问题。

挪威能源商会风电和太阳能主管 Jon Dugstad：海上风电专家挪威—为全球海上风电行业增值

挪威吸收了100多年水电和40多年石油、天然气的开发经验，将其汇聚到海上风电领域。

挪威政府非常鼓励风能技术的创新，比如海上远程控制技术、绿色服务解决方案。此外，在工程设计、供应链、软硬件开发、混合开发模式、漂浮式技术等方面，挪威都有很多经验。

我们成立了挪威能源商会，成员包括来自全球范围内的油气行业和可再生能源开发企业，我们希望将来与中国企业合作，中国企业可以借此接触到商会中的全球合作伙伴。我们能够帮助企业降低项目成本，提高开发效率，提供项目所需要的技术和服务，包括供应链管理、共享数据库。开展项目前期可行性研究、工程设计、海床勘测等方面是挪威专家们的强项。此外，专家们在船舶知识、海洋知识、安全环保、资产管理、数字化平台、运输、运维、拆除服务等多方面，都拥有大量的项目经验。

漂浮式基础原来应用于石油、天然气领域，后引入海上风电行业，可以帮助海上风电向深远海发展。

新疆金风科技股份有限公司海上风电机组工程及运维技术部主任  张竹：海上风电运维技术的探索

海上风电运维市场有多大？根据研究机构评估，到2029年中国海上风电装机容量将达到49GW，并网5年以上的装机超过20GW，“十四五”期间市场会新增20GW，“十五五”期间再新增25GW。所以，中国的海上风电运维市场有望超过百亿元。

在海上风电运维成本的构成中，50%左右来自风电机组的运维，其余是运营支持、BOP及保险。而在机组运维中，占比最大是船舶成本，其次是人工、备件。进入平价时代，运维的核心是如何提高发电量，保证效益，降低运维成本。

机组大型化意味着一旦停机，一台机组相当于以前两三台机组停机造成的发电量损失。而风电场向远海的推进，意味着完成运维工作所需的时间更长。大规模批量化开发，也给运维工作带来与以往不太一样的挑战。

针对于此，一是要降低机组故障停机的频次。通过数字化模拟、数字孪生等技术，实时感知机组状态，识别潜在风险并自动调整，寻球风电场整体发电量最优。二是要考虑通过一体化故障诊断及专家指导工具，并在一些区域配合远距离运维基地，最大限度地减少故障处理和运维交通所需时间。三是要有适合中国国情的海上风电运维和调度管理模式。

未来，有几个方向需要探讨：一是叶片、基础、海缆的检查和维护自动化装备；二是针对广东、福建海域恶劣天气下的运维交通方案创新；三是同步考虑运维工作的绿色低碳化。

明阳智慧能源集团股份公司数据分析主管  王利永：海上风电的挑战和智慧运维新模式

从规划上看，“十四五”期间海上风电有很大的发展。2030年，全球海上风电装机容量有望突破2亿千瓦，这也给运维的时间和成本带来很大挑战，它受到天气、地质、台风、浪涌等各种因素影响。

为应对这些挑战，明阳智能开展了13个智慧运维新模式的探讨和应用。例如建立海上风电智能运维规划系统。该系统基于大数据平台，对故障类、定检类、巡检类、技改类等运维任务，结合窗口期、运维船、运维人员，采用人工智能算法规划最优计划，最终达到最优可利用率；在故障预判方面，根据故障的发生机理建立了故障树，使用历史经验库，知道原因后寻找故障发生的数据、特征，建立故障模型并在大数据平台运行，准确率达80%以上；针对数据未接入大数据平台的海上风电场，开发出离线故障预警模型应用软件，可对处于调试期的机组进行故障预警。此外，还有健康度管理平台，智能故障诊断模型，海上风电智能卫士，运维窗口期推荐系统，风能资源系统，台风智能预警系统，疑难故障声音诊断系统，水下机器人ROV智能检测系统，大叶片无人机自动巡检系统，海洋牧场监测系统，卫星无线通信系统，海上风电交通解决方案，主要使用直升机、运维母船等。

实施智能运维新模式的目的，是提高机组的可利用率和发电性能，提高海上风电机组的发电量，降低运维成本，使得LCOE持续降低，让海上风电平价成为现实。

东方电气（成都）工程设计咨询有限公司主任工程师  袁熹：“风”与“氢”的联姻——碳中和背景下多能互补的积极探索

氢能是未来能源重要的载体，它具有储量丰富、零碳排放、能量密度高等特征。大力推动零碳排放的氢能源发展，是实现碳中和目标的重要途径。因此，氢能作为储能介质，将以“能源货币”的形式参与未来能源的转换与交易。

氢能可应用于很多领域，目前最成熟的是交通领域，其可作为传统化石燃料的替代品，用于氢能汽车、重工业，还可成为绿色清洁的化工原料；作为重要的储能介质，能够实现传统电网无法实现的大规模、跨季节、跨时段、跨领域储能，将成为促进我国风能等可再生能源利用消纳的利器。

未来的能源利用，必将是多维度、多能源的梯级利用，将构建以能量效率最优的综合智慧能源利用体系。以风能等可再生能源为主，配套存量火电或水电增加电能灵活性用以调峰，并配套一定的储能（包括电化学储能和氢储能）。产生出来的电能，以收益率最高为目标，部分电能用于上网，部分用于制氢，最终氢能可应用于交通领域、化工领域和燃料电池发电。

综合智慧能源的核心大脑便是智慧能量管理系统。目前，东方电气打造的智慧能源管理系统，主要根据氢能需求、负荷特性以及风能资源等条件，确定系统的结构选型，建立数学模型，以系统的投资成本最小、等效氢价最低为目标，优化系统容量配置。根据实际工程测算，系统可普遍节能10%~20%，成本节约30%以上，能效利用率高于75%。

麦加芯彩新材料科技（上海）有限公司大客户经理  石明辉：在役风电叶片前缘5年质保及发电量提升解决方案

麦加芯彩在中国大陆拥有3家工厂，连续6年在中国风电叶片涂层防护市场的占有率保持第一。经过10年研究，成功开发出第四代新型前缘保护产品3050PF，并获得了认证。截至2020年年底，麦加芯彩在全球共完成超过6万支叶片涂装。

造成前缘腐蚀损伤的因素包括老化、湿热、雨水等，特别是叶片前缘部分运转的线速度高，是叶片腐蚀最为严重的区域。国外的相关文献显示，前缘腐蚀会降低发电量4.2%~9.8%。

行业内缺乏有效的风电叶片前缘保护评测手段，麦加芯彩于2015年在国内建立了雨蚀实验室，做了20项测试评估、失效模式分析及极限失效模式分析。目前，第四代产品的综合性能已完全满足业主5年前缘免维修需求。麦加芯彩通过一体化解决方案，可以帮助业主减少因前缘腐蚀损伤造成的发电量损失。

空中客车直升机商贸（上海）有限公司市场与业务发展负责人  鲁昕：直升机助力海上风电运维

按照欧洲民航法规的要求，直升机在海上运行需采用双发动机。欧洲在海上风电应用直升机大概从10年前开始，属于运用比较成熟的区域，一般采用的模式是风电场业主或运维企业采购直升机服务，由通航企业运营。

直升机在海上风电领域主要应用于三种情形，一种是人员轮换；二是运维的绞车作业；三是紧急医疗救援，直升机航速可达200公里/小时以上，大大缩短了时间，提高了效率。

以广东阳江9座风电场的500多台机组进行推算，传统运维大约需要9艘运维船、77名员工，而采用直升机+运维船结合的方式，只需55名人员，在节省人力成本的同时，快速高效的运维更会大大降低机组故障造成的损失。在时间上，对于平均离岸40海里的人员运输，直升机可在18分钟到达，如果用船则需2个小时。

直升机+运维船相结合的优势在于，第一，减少海浪对运维船通达性的影响，减少因运维船不可通达造成的发电量损失；第二，可大幅度减少海上紧急救援的响应时间；第三，优化人员倒班的安排；第四，可有效提升运输的效率和舒适度；第五，可有效减少碳排放。

乌斯坦船舶设计副总经理  杜可：助力海上风电安装、运维的船舶装备

乌斯坦是一家从事海事行业的挪威百年企业，2005年进入中国市场。我们对国内装备制造行业有着非常深刻的理解。在海上风电领域，乌斯坦几乎覆盖整个产业链所有船舶类产品，包括水下勘探、基础安装、铺缆、机组安装、运营和维护，甚至是机组退役。乌斯坦设计了全球第一条专业化运维母船，无论是新建还是改造，我们都积累了大量的经验。今年8月，上海电气风电集团将开始建造两艘SOV，使用的是挪威设计结合本地化定制。第一艘是满足60人标准的小型SOV，设计线型使用乌斯坦穿浪型船艏X-Bow和穿浪型船尾X-Stern技术，能够提高在恶劣海况下的工作窗口期。动力定位2级，电力推进采用直流母排+电池混合推进，减小油耗和排放。通过设备的本地化，全船造价与欧洲类似船型相比降低了40%。第二艘是满足100人标准的大型SOV,除具备上述第一艘船同样的功能外，还配备了艏部伸缩式全回转推进器，以提高动力定位性能。同时也配备了直升机平台，能够确保在南海海域作业时的到达率。这两艘船计划在两年后交付。此外，我们也在联合中海油积极推广海洋工程辅助船的改装。

在基础安装船型方面，我们同样有非常多的业绩，包括天津环球海工从国外引进的1200吨起重船就是我们设计的。我们在招商重工建造的Alfa Lift计划在今年年底交付给船东，它具有在有义波高超过4米的海况下作业的能力。

北京鉴衡认证中心风能事业部副总工  刘兆：海上风电场升压站认证

根据鉴衡认证中心的经验，在海上风电场升压站设计评估中需要注意以下几个技术问题：

一是上部组块和支撑结构在设计院通常由两个部门负责设计，涉及两个部门的接口数据以及后续处理的问题。由于设计可能采用LRFD和WSD两种方法，所以，在载荷系数选取上如存在不同，需要进行必要的转换。二是上部组块和支撑结构如果没有整体集成模型，在进行疲劳和地震计算时，需充分考虑相应的质量和刚度，以确保动力学相应正确。

二是海上升压站事故工况，至少应包含船撞工况。碰撞船可能为运维船、渔船等特定船只，需要在设计前期进行一定合理假设。另外，一些吊车事故工况也需要考虑，计算吊物坠落工况下舱板的安全性，确保不会砸穿舱板，对内部电器部件造成损害。

三是希望认证能切实为客户带来价值。首先，我们可以通过认证帮助业主查找和明确项目中的盲点，设计院、运输公司和吊装公司之间的接口数据是容易出现盲点的地方。其次，第三方身份能够帮助业主和设计院之间建立信任，让信息可以更透明地传递。最后，针对升压站很多资料存在保密性问题，我们可以向业主提供可选的独立建模计算工作，为升压站后期基于风险的检测维护提供支持。

鉴衡认证中心有十余年的风电认证经验，也是最早参与我国海上风电的认证机构，是推进海上项目合作以及认证最积极的国内第三方，已经在广东阳江为海上后市场进行了提前布局，致力于为业主提供更多附加值服务。

DNV可再生能源认证—海上业务开发经理  倪涛：项目认证为您海外风电项目保驾护航

通过第三方独立的认证，可以有效地规避项目中存在的一些潜在技术风险，确保业主的要求得到满足，同时也能够确保风电场是按照最新的技术标准要求来进行设计和建造的，从而增强各方对技术完整性和可靠性的信心。从经济风险角度出发，可以满足融资要求，在一些国家和地区也能够争取到更好的保险费率，并且经过认证的风电场技术可靠性更高，可以保证投资的长期安全。项目认证是通过政府项目审批的必要条件。同时，项目认证证书可以支持企业进行市场宣传，并且有助于日后的风电场买卖交易。

DNVGL-ST-0126是风电场开发的主导标准，并由其他相应的DNV标准来进行补充。按照DNV标准开发的风电场可以满足设计要求，并保证设计在同一安全等级上，避免因标准混用导致的设计参差不齐。

在项目认证中需要注意的是，提前做场址条件评估，可以确保设计参数输入的准确性，为后期设计打下基础，同时节约认证时间，为融资争取时间优势；载荷时域计算很重要，推荐使用一体化或者超单元方法，都可以用时序进行载荷计算；整机商和设计院需要保证所有的数据、信息传递准确、完整，这些信息都是项目认证中需要重点关注的内容；设计考量要全面，例如二级结构对载荷的影响等。

海虹老人北亚投资有限公司风电行业经理  孟庆昂：海上风电可持续性防腐方案

对电力设施进行防腐要注意规范设计：腐蚀环境分类、对设计内容做评估确定耐用年限、防护底材、油漆配套、干膜厚度、表面处理、油漆质量、施工工艺。

对于海上风电来说，防腐最重要的部分是飞溅区、浸泡区。对于这两个区，我们会采用超强环氧或玻璃鳞片环氧漆，干膜厚度外壁达到660微米；浸泡区外壁干膜厚度通常要求达到600微米即可。

在降低成本方面，对于C4环境，我们推出了两个环氧漆方案，能够减低VOC排放，降低30%的成本；对于C5环境，我们推出的最新产品是加入石墨烯的环氧富锌，可以减少锌粉用量，降低成本。

在绿色环保方面，2020年12月1日，国家对VOC排放实施强制标准。我们通过水性漆、高固体含量和无溶剂方案解决，但水性漆对施工的要求很高，需要控制温度、湿度和通风。应用高固体含量和无溶剂方案，可按原有工艺施工。

上海扩博智能技术有限公司行业解决方案总监  李浩：风机叶片智能化巡检及数字化管理技术研讨

在叶片检测方面，我们通过计算机视觉技术，将无人机全自动采集的照片，经过AI模型进行数据处理和分析，实现缺陷的检测和预警，巡检效率提高15倍，降低近90%的停机时间。

扩博智能风电机组叶片全自动巡检产品于2018年10月发布。2年多来，我们完成了约1万多台风电机组的巡检，最小可以识别1毫米宽、3毫米长的裂缝，最短巡检时间为15分钟。我们建立了叶片资产管理平台，摆脱传统检测只是出一个纸质报告的方式。客户登录这个平台，可以看到风电场、叶片位置、健康状况、安全性、缺陷等信息。

发现叶片缺陷后，如何更好地进行维修是我们未来研发的方向。我们设计了一套原型机，机器人遇到的最大问题是如何固定在叶片上。未来，希望能够实现用机器完成从叶片检查到维修的工作。 CWEA

来源：《风能》杂志

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